Способ агломерации фосфатного сырья

 

1. СПОСОБ АГЛОМЕРАЦИИ ФОСФАТНОГО СЫРЬЯ, включающий его смещение с флюсом и коксом, увлажне-ниё смеси, ее окомкование, спекание на колосниковой решётке агломерационной машины с просасыванием через слой шихты воздуха с последующей очисткой отходящих газов,-о т личающийся тем, что, с целью повышения содержания Р 0 в агломерате при снижении вредных примесей в отходящих газах, спекание ведут при одновременном присутствии в реакционной среде карбоната натрия и/или гидроксида кальция и диоксида марганца или оксида хрома, или кислорода . 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что карбонат натрия и/или гидроксид кальция вводят в количестве, обеспечивающем рН увлажненной смеси 9,0-12,0. с S 3.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что диоксид марганца или оксид хрома вводят в количестве , равном соответственно 0,30 ,6% и 0,25 - 0,45% от массы смеси. 4.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что кислород вводят в просасываемый воздух в колиtSd честве 10-20% от его объема.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5И 4 .С 01 В 25/О) I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2) ) 3774517/23-26 (22) 24.07.84 (46) 15.11,86. Бюл. Ф 42 (71) Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный институт основной химической промьппленности и Ленинградский технологический институт им. Ленсовета . (72) И. Г. Альперович, Ж. Л, Тимпанова, )О. М. Трофимов, И. В. Сергеева, И. P. Немировский, 3, И. Воро" нина, В. А, Ершов, В. П. Павлов и Л. Н. Сыркин (53) 66).631(088 8) (56) Авторское свидетельство СССР

)) 823277, кл. С 01 В 25/Ol 1977. (54)(57) 1. СПОСОБ АГЛОМЕРАЦИИ ФОСФАТНОГО СЫРЬЯ, включающий его сме" шение с флюсом и коксом, увлажне- нне смеси, ее окомкование, спекание на колосниковой решетке агломерационной машины с просасыванием через слой шихты воздуха с последующей очисткой отходящих газов,.о т—

„.SU» 1270112 А1 личающийся тем,что,с целью повышения содержания Р О в агломерате при снижении вредных примесей в отходящих газах, спекание ведут при одновременном присутствии в реакционной среде карбоната натрия и/или гидроксида кальция и диоксида марганца или оксида хрома, или кислорода.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что карбонат натрия и/или гидроксид кальция вводят в количестве, обеспечивающем рН увлажненной смеси 9,0-12,0, 3, Способ по п. 1, о тли ча†ю шийся тем, что диоксид марганца или оксид хрома вводят в количестве, равном соответственно 0,30,67. и 0,25 — 0,457. от массы смеси.

4. Способ по и. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что кислород вводят в просасываемый воздух в количестве 10-20Х от его объема, 1270112

Изобретение относится к технологии окомкования фосфатного сырья при его подготовке к процессу электротермической переработки, Целью изобретения является повы- 5 шение содержания Р> О в агломерате при снижении содержания вредных примесей в отходящих газах, Пример 1, Фосфатное сырье, коксовую мелочь и возврат увлажня- !0 ют оборотной водой со станции нейтрализации, Соотношение компонентов в шихте соответствннно равно 1000, 120, 800 и 50 кг на 1 т агломерата.

К потоку частично увлажненной шихты 15 добавляют в твердом виде порошок соды (Ma CO ) и марганцевого концечтрата (.1пО ) (класса минус 1 мм) в количестве 8 и.10 кг/т агломерата соответственно, что то z",е самое, 20

0,4 и 0,5% от массы шихты. Аглошихту, состоящую из твердых компонентов, подают в барабан-окомкователь, где эа счет разбрызгивания оборотной воды (из расчета 130 кг/т агломерата) осуществляют доведение влаги в шихте до оптимального значения

8%. Итоговое значение рН в жидкой фазе аглошихты 10,5. Сода и марганцевый концентрат в процессе смеши- M вания и транспортировки аглошихты образовывают с водой ацсорбционный раствор, который в виде манжет заполняет пространство между твердыми частицами. 35

Окомкованную таким образсм шихту укладывают на колосниковую решетку агломашины. Через слой агломерационкой шихты просасывают дымовые газы, полученные при сжигании природ-,1О ного газа, до зажигания кокса,, Процесс спекания осуществляют с просасыванием воздуха, необходимого дпя горения топлива, при 1300 С, На отдельных участках контакта горящих 5 .частиц кокса и фосфорита протекает реакция восстановления фосфата с образованием паров фосфора. По выходе иэ зоны спекания и при перемещении через нижележащий слои я.ихты часть фосфора окисляется до фссфорного ангидрида, а другая часть при взаимодействии с водой переходит в фосфин. С помощью щелочкого агента основная часть фосфора переводится в фосфин„, который с помощью окислителя превращается в Р О, Таким образом конечный фосфорсодержашкй .сомпонент аглогаэов, который фактически улавливается слоем это Р О,. Щелочь и окислитель даются для того, чтобы элементарный фосфор по механизму образования РН> или прямого окисления превратить в Р О, По прототипу отходящие иэ слоя аглошихты газы содержат, мг/м

Р О 80; БОр 700; F 10; Р 15;

РН 10; СО 2, причем последние три компонента очистке не поддаются.

По предлагаемому изобретению аглогазы, взаимодействуя с адсорбционным раствором в слое шихты, очищаются от соединений: Р. О„, в среднем на.61%; SO — на 71,5%; Р на 54$; PH3 — на 21,7%; СΠ— на

49;8%.„ после чего их направляют в систему эвакуации и очистки по известной схеме, За счет улавливания из газов P О и РНэ содержание Р О в агломерате повышается на 2 отн,% и составляет

24% при улучшении прочности агломерата по барабанному показателю с

68 70,5%. При переработке указанного агломерата выход фосфора составляет 89%.

В табл. l ;ставлены данные по влиянию добавок карбоната натрия к диоксида марганца на показатели процесса агломерации.

Пример 2. Фосфатное сырье, коксовую мелочь и возврат увлажня" ют водой со станции нейтрализации.

Соотношение компонентов в смеси 1100, 110, 700 и 40 кг на 1 г агломерата.

В емкости готовят суспензию концентрата диоксида марганца, соды и известкового молока. Соотношение компонентов в суспензки (на 1 т агломерата): вода 40 л; сода 6,8 кг (или 0,34% от массы шихты); известковое молоко при плотности 1212 кг/м

30 л (или 0,32% от массы шихты в пересчете на сухую Са(ОН) ; Mn0> (кон- . центрат) 10 кг (или 0,5% от массы шихты), Полученный после перемешивания адсорбционный раствор плотностью

1200 кг/м направляют во вторую ем" кость — смеситель, куда -акже пода" ют отходы - котрельное моЛбко при плотности l150 кг м- и пульпу фос". форсодержащих шламов при плоткости

1090 кг/м", Соотношение компонентов

30 втором смесителе H8 т агломе пата. л: адсорбционнъ.й раствор 60; котрельное MQJIGKQ 50; шлам 20. Усред"

3 1270 ненную пульпу с плотностью 1180 кг/м транспортируют в барабан-комкователь аглошихты. Количество подаваемой в барабан суспенэии величиной оптимальной влажности аглошихты (7X) и сос-. тавляет 130 л/т агломерата. Итоговое значение рН в жидкой фазе аглошихты составляет 10,5.

Аглошихту укладывают на колосниковую решетку агломашины и после ee .. 1б зажигания осуществляют спекание при просасывании воздуха и температуре

1300 С.. Аглогаэы, проходя через слой шихты, очищаются от вьппеуказанных компонентов в среднем на 84% и поступают в систему зваккации аглогазов по известной схеме ° 3a счет улавливания из газов Р О и РН> содержание

Р Оз в агломерате повьппается на

5 отн.% и составляет 247. При этом 211 прочность агломерата. по барабанному показателю составляет 70,5%. Производительность агломашины 0,5 т/м ч по годному агломерату. При переработке указанного агломерата выход 25 фосфора составляет 90,8X..

Аналогичные опыты были проведены и при других составах адсорбционного раствора.

Данные по влиянию состава адсорбционного раствора на показатели процесса агломерации представлены в табл. 2.

Пример 3 ° В аглошихту, полученную также, как и в примере 2, вместо диоксида марганца вводят оксид хрома в количестве, X от массы шихты: 0,15; 0,25; 0,35; 0,45; 0,7 °

Полученные данные аналогичны данным, представленным в табл. 2.

Пример 4. Шихту, содержащую неофлюсованное фосфатиое сырье, коксовую мелочь, флюс-кварцит и возврат, увлажняют оборотной водой со станции нейтрализации при соотношении, кг.на т агломерата: 960, 120, 920,,1

80, 50 соответственно, В бак с мешалкой подают, на т агломерата: вода

48 л; сода 10 кг (или 0,9% от массы шихты)., техническая гератоль, содержащая 40X Cr О> — 7 кг (или 0,357. от

50 масси шихты) . Полученный после перемешивания адсорбционный раствор плотностью 1200 кг/м направляют во вторую емкость, куда подают фосфорсодержащие отходы при следующем соотношении компонентов, на т агломерата: котрельное молоко плотностью

112 4

1170 кг/м — 60 л; брак триполифосфата натрия — 6 кг; водная пульпа бедного шлама при плотности 1060 кг/и 1? л. Усредненную суспенэию указанных компонентов в смеси с адсорбцнонным раствором плотностью 1170 кг/м транспортируют в барабан-окомкователь в количестве 105 л/л агломерата. Итоговое значение рН в жидкой фазе аглошихты составляет 10,5. Аг-, лошихту укладывают на колосниковую решетку агломашины и после зажигания осуществляют ее спекание при

1300 С. В слой аглошихты через горелки дополнительно вдувают кислород в количестве 107 от объема просасываемого воздуха ° Аглогазы, проходя через слой шихты, очищаются от

Р О в среднем на 737, от S0 — на

73,6%, от F — на 60%, от PH> — на

677, от СΠ— íà 68%. Содержание Р2 0 в агломерате составляет 247, прочность агломерата по барабанному показателю 697, удельная производительность по спеку 0,5 т/м,ч, Выход фосфора при переработке агломерата 90,57.

Данные по влиянию различных количеств вдуваемого кислорода при различных значениях рН увлажненной шихты представлены в табл. 3, Как видно из табл. 3, уменьшение рН увлажненной шихты менее 9 нецелесообразно, так как содержание целевого компонента в шихте по сравнению с прототипом возрастает незначительно. Однако степень очистки аглогазов существенно снижается, Увеличение рН более !2 нецелесообразно по экономическим соображениям, так как не происходит дальнейшего повьппения содержания Р, О в аглошихте и увеличения степени очистки аглогазов. Уменьшение содержания окислителя в аглошихте ниже заявляемых пРеделов нецелесообразно, так как при незначительном увеличении содержания целевого компонента в аглошихте наблюдается заметное снижение степени очистки аглогазов.

Увеличение содержания окислителя в аглошихте выше заявляемых пределов не вызывает дальнейшего увеличения содержания Р О в аглсшихте и повышения степени очистки аглогазов и поэтому нецелесообразно, I 270 1 12 б

Таблица I

Степень очистки газов в слое аглошихты Х

Способ

PH 3ttttt иениой шихтьг (сода нлн гид ро к сил кап ьци

Содер мание

И 02! от

Удельная производительность процесса агломерации, т/м . ч

Прочность агломерата после барабана (класс

+5 мм), Х

/ одер" ание ,0 в гломеате, Х

Р 05

ÐÍ3 СО

Сре няя массы агломерат

Предлаг аемый

15 23,0 0,5

8,5

О,б

30 20 6

60 70 52

69

51 51 23,2

52 52 23,2

9,0

0i6

0,5

60 71 55

l0 5

0,6

0,5

12,0

О,& 63 72 56

53 23р3 0,5

l2,5

0,6

72 56 22 52

53 23,3

26 23,!

0 5

1О 5

0,2

30 35

0,5

10,5

0,3

72 53 20 40 49 23, I 0,5

69!

0,5

0>5

72 54

52 52 23,2 0 5

52 53 23,? 0,5

10,5

0,6

7l 54 23

1,0 60

1015

72 53

S3 23,3

0,5

И. вестный

llt0

30 20 10 0 0 15 23 0 5 68

Таблнца 2

Содерма- Т

Прочность агломерата после барабана (класс

+5а!), Й

УдельttttR производительность т/м ° ч

Содержание

Р Оз агломерате, Х

Степень очистки газов е слое аглошихты, 2

Значение рН 3tвлампенной аглошихты

l (сода+известковое

7 молоко) е m0

Х от мас аглошихты

СО Сред няя

Р,О, 80,, 69

0,5

20 1 3 10 5 10 13

79 83 59 49 36 62

80 86 60 50 40 63

90 92 80 80 80 84

90 92 80 80 80 84

80 79 77 6 11 50 *

80 93 85 60 .;= 75

54 82

8 . 94 82 80 81 84

О,б

0,5

23,9

O á

9,0

70ъ 5

0,5

0,6

10 О

71,0

24 1

24,1

0,5

7 I,0

О,б

l2 5

69,5

0,2

lO 5

0,5

10,5

24,0

О 55

0,5

10,5

70i5

О,б

lO 5

О,5

81 94 82 80

10,5

1,0

1270112

Таблица 3

Степень очистки rasos в слов еглокихтн, X

Содерк иие Ре э агло рате, ° б» ее е

Ре Оа 80г рн

СО

Среднее

15 20 17 . 9 10 15

15 40 34 18 20 25

IS 68 75 50 50 45

14 23 5

0,S

68,5

27 24,0. 0,5

0 5

58-. 24,!

10,5

24,3

0,5

l 5 95 88 80 92 92 90

l 5 95 88 80 92 92 90

243 .05

E2,5

0,5

5 . 20 15 9 6

10 12

23,0

68>5

1015

24,0

0,5

I 0 . 40 31 20 16 18 25

10,5

24,3

0 5!

5 90 95 81 93 93 90

lO 5

20 90. 95 81 93 93 90 24,3

0,5

25 89 93 83 92 94 90 . . 24,3 0,5

l0,5

Составитель Б, Шаронов

Техред .Н.Глущенко Корректор Е, Рошко

Редактор Н. Слободяник

Заказ 6092/18 Тираж 450 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д.. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 р11 увлекнеиной

43ихтм .соли и/ил гидроксид кальция

Содеркаиив кис лорода, Х от объема подаваемого sos духа

Удельная проивво дитель» ность, т/м -ч

Прочность агломерата после барабана (класс

+ 5 мм), I